X射线荧光光谱分析技术系列讲座 | 散射线的意义与作用
发布日期：2024-04-28 14:32:49
以下文章来源于布鲁克X射线部门
吸收。部分被吸收的X射线激发了样品中原子的内层电子，从而释放出X射线荧光，即某个元素的特征谱线。 散射包括2种：
弹性散射，或称瑞利散射（Rayleigh Scattering)
非弹性散射，或称康普顿散射（Compton Scattering）
根据经典电动力学理论，在入射X射线的交变电磁场作用下，原子中的电子受迫振动，会辐射出次级辐射。这种次级辐射产生的X射线与入射X射线的能量（波长）相同，即不变质散射（弹性散射）。重元素的核外电子多，容易产生瑞利散射。因此，一个重元素为主的样品，瑞利散射线比较明显。
瑞利散射是X射线衍射的物理基础。
入射的X射线光子与原子的外层电子发生碰撞，光子将一部分能量传递给电子，使之获得一定的能量，成为散射电子。而入射的X射线碰撞后，能量减小并改变方向，即变质散射（非弹性散射）。轻元素的外层电子结合能小，容易产生康普顿散射。因此一个轻元素为主的样品，康普顿散射线比较明显。
↑ Compton （康普顿）
石墨样品的X射线光谱图：
位于光管上方的滤光片可以减小散射线的影响。
200µm或300µm厚的Cu滤光片可以吸收Rh靶特征谱线，消除Rh的特征谱线散射线对Rh附近元素（Ru、Rh、Pd、Ag、Cd）的干扰。 不同厚度的Al滤光片可以吸收光管轫致辐射（连续谱），减小散射线的信号，降低背景，改善微量元素的检出限。
在测量轻基体中的痕量重元素时，可以将Rh Kα的康普顿散射线作为内标线，来校正基体效应。地质矿产行业标准“DZ/T 0279.1-2016 区域地球化学样品分析方法 第1部分：三氧化二铝等24个成分量测定 粉末压片-X射线荧光光谱法”，建议用Rh靶康普顿散射线校正多个元素的元素间的基体效应。 无标样定量分析方法
分析结果的可靠性判据
拟合轻基体的化合物分子式
康普顿比率（Compton Ratio），通过样品中各元素的浓度计算出理论康普顿线强度，将这个理论强度与实测的强度进行比较。
可以通过计算康普顿比率来判断无标样定量分析结果的可靠性。康普顿比率接近1，说明本次无标样分析结果较可靠。一般来说，当比率在0.7~1.4之间，可以认为该比率比较接近1。 如果理论强度与实测强度相差较大，比率大于1，说明样品的平均原子序数偏小，即这次分析的基体偏轻；比率小于1，说明样品的平均原子序数偏大，即基体偏重。
轻基体中C、H、O、N的含量不同，康普顿散射线的强度有明显变化。
XRF不能分析H、He、Li。 超轻元素Be、B、C、N、O，由于荧光产额低，特征谱线的能量小，受样品表面状态的影响大，不容易测量准确。
采用无标样定量分析方法分析有机样品时，如果不知道该有机物的分子式，可以通过拟合有机物的分子式，或样品中C、H、O、N等轻元素的含量，以使康普顿比率接近1：
可以获得相对准确的有机物分子式，提高基体效应校正的准确性。
可以拟合有机物中O的含量。
